Barra de ônibus de cobre para alumínio

Jan 07, 2023

Primeiro, condutor de cobre, linha composta de alumínio e cobre e linha de alumínio três materiais condutores:

Ver "tabela I" para a comparação dos parâmetros de desempenho elétrico dos três materiais condutores. A partir da comparação de índices abrangentes na tabela I, pode-se ver que a confiabilidade de serviço e a vida útil dos três materiais condutores:

1. A condutividade do barramento de cobre perde apenas para a prata, e é confiável de usar, mas tem peso pesado, preço alto e será cada vez mais alto.

2. Barramento de alumínio tem as vantagens de peso leve, preço baixo e perdendo apenas para o cobre em condutividade, mas se a junta sobreposta tiver as seguintes fraquezas fatais:

(1) A superfície de alumínio é facilmente oxidada, e a resistência de contato será aumentada na superfície de lapidação, resultando em aquecimento e até queima.

(2) O material é macio, a velocidade de fluência é rápida, é fácil de soltar depois de muito tempo e é aquecido ou até queimado devido ao mau contato.

Devido às razões acima, a resistência de contato da superfície da barra de alumínio aumenta gradualmente após um longo período de energia, o que é fácil de causar queda no desempenho elétrico e até mesmo perda de condutividade.

Demonstração experimental 1: teste de desempenho da superfície do condutor

Em 2003, o British Columbia Power Laboratory do Canadá conduziu 2.000 horas de teste de ciclo de corrosão por névoa salina e teste de explosão de corrente em cobre e cobre, cobre e alumínio, liga de alumínio e juntas sobrepostas de liga de alumínio (aparafusadas). O teste de ruptura de alta corrente é para estudar o envelhecimento das peças de conexão do condutor.



Os resultados experimentais mostram que, nas mesmas condições ambientais, a confiabilidade da conexão do condutor de liga de alumínio está longe da do cobre e do cobre. A resistência do cobre e da conexão de cobre muda pouco durante o teste, apenas 30% da resistência da amostra aumenta, enquanto mais de 70% da resistência da liga de alumínio e da conexão da liga de alumínio aumenta significativamente, dos quais mais de 40% da função condutiva está perdido. Os resultados experimentais mostram que a liga de alumínio tem as vantagens de ligação direta, envelhecimento rápido e vida elétrica curta. (o texto original deste teste é o artigo premiado do IEEE (Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos) de 2005.)

O principal objetivo debarra de ônibus de cobre para alumínioé resolver a fraqueza fatal do ônibus de alumínio na condutividade e reduzir o custo na premissa de garantir vida segura, confiável e de serviço.

Barra de ônibus de cobre para alumíniotem a mesma resistência à oxidação que o cobre porque sua superfície é de cobre. A lapidação mútua é a lapidação de cobre e cobre. Sua vida elétrica é a mesma do barramento de cobre após um longo período de energização. Após o tratamento especial do processo, a deformação por fluência é pequena e o desempenho é próximo ao do cobre, o que supera a fraqueza fatal do ônibus de alumínio. A confiabilidade do serviço é a mesma do barramento de cobre. Seu desempenho de serviço é essencialmente diferente do ônibus de alumínio. Pode substituir o barramento de cobre, mas o preço é bastante reduzido.

Demonstração experimental 2:

Quer a vida útil dobarra de ônibus de cobre para alumíniopode atender aos requisitos, as conclusões acima são confirmadas por meio de testes:

O teste de vida útil de materiais condutores é baseado nos requisitos dos métodos de teste GB / t9327-2010 e requisitos para encaixes de conexão mecânicos e de crimpagem para condutores de cabos de energia com tensão nominal de 35 kV e abaixo. O Shanghai Cable Research Institute realizou 1.000 ciclos térmicos (equivalente a 1.000 aumentos de temperatura) para uma marca de fileira composta de acordo com este padrão, e quatro fileiras de 8 * 80 estão conectadas para o teste, com corrente de 1.535a. Meça a temperatura e a resistência DC da junta sobreposta, calcule a taxa de resistência e a dispersão com base nos dados de 1000 testes. O teste durou oito meses e o teste foi qualificado. O teste confirmou que a barra composta de alumínio e cobre passa por alta corrente por um longo tempo, e a mudança de desempenho de seu material e interface de alumínio e cobre é muito pequena, o que está dentro da faixa de requisitos padrão. A capacidade e a confiabilidade da linha composta de resistir à fadiga térmica são comprovadas e mostram que a condutividade não diminuirá após a ativação de longo prazo.

Os testes acima provam que o desempenho debarra de ônibus de cobre para alumínioé essencialmente diferente da barra de barramento de alumínio. A vida elétrica é muito mais longa e a confiabilidade é muito maior do que a da barra de barramento de alumínio. A segurança de uso é a mesma do barramento de cobre. Ao mesmo tempo, devido ao seu peso leve, instalação conveniente, pequena tensão de flexão causada pelo peso próprio e vida útil mais longa, é um ônibus com o desempenho de custo mais alto.

A fim de resolver o problema da oxidação fácil na superfície do ônibus de alumínio, algumas empresas adotam revestimento de zinco e revestimento de cobre na superfície da barra de alumínio. Como o revestimento é muito fino e a vida útil é limitada, o mais importante é que o problema de fluência não foi resolvido. Para resolver o problema de fluência, algumas empresas usam barras de liga de alumínio. A condutividade da liga de alumínio é menor que a do alumínio puro e a seção transversal deve ser muito maior em uso. Em suma, para garantir o uso seguro das barras de alumínio, muitos processos de tratamento precisam ser adicionados, e seu custo não é baixo.

2、Barra de ônibus de cobre para alumíniosegurança e confiabilidade do serviço: teste de confiabilidade (ciclo térmico e teste de fadiga térmica)

(1) Teste de ciclo térmico

A Universidade de Tecnologia de Xangai realizou 100 testes de ciclo térmico de 0-200 ℃ em uma marca de escapamento composto. A resistência de união interfacial (cisalhamento) foi medida antes e depois do ensaio. Após o teste, a resistência de união interfacial não diminuiu. Este teste confirmou que o estresse gerado pela expansão térmica e contração a frio não destruiria a resistência da ligação interfacial dentro da diferença de temperatura de 200 ℃. A temperatura normal de serviço do conjunto completo de equipamentos elétricos não deve exceder 110 ℃. Portanto, o estresse gerado pela expansão térmica e contração a frio não afetará a força de ligação da interface cobre-alumínio e não prejudicará o uso normal do conjunto completo de equipamentos elétricos. De acordo com os requisitos da indústria de energia eólica, outros 100 testes de ciclo térmico a menos 40 ℃ - 120 ℃ foram realizados e a resistência da ligação da interface não diminuiu.

(2) Teste de fadiga térmica

Atualmente, o único teste para verificar a vida útil dos materiais condutores é o padrão nacional GB / t9327-2010, métodos de teste e requisitos para crimpagem e acessórios de conexão mecânica para condutores de cabos de energia com tensão nominal de 35 kV e abaixo.

O Shanghai Cable Research Institute realizou 1000 testes de ciclo térmico (equivalente a 1000 aumentos de temperatura) em uma marca de linha composta de acordo com os mais altos requisitos deste padrão, conectada com 4 8 * 80 linhas e conectada com 1535a de corrente. Meça a temperatura e a resistência DC na conexão a cada vez, calcule a taxa de resistência e a dispersão após o teste, que durou oito meses e passou no teste. O teste prova que a linha composta de alumínio e cobre passa por alta corrente por um longo tempo e o desempenho do material de sua interface muda pouco. Dentro do escopo dos requisitos padrão, comprova a capacidade e confiabilidade da resistência à fadiga térmica da linha composta.

Barra de ônibus de cobre para alumíniotem sido aplicado em projetos de aparelhagem de alta e baixa tensão e dutos de barramento de energia desde 2008, incluindo arranha-céus, fábricas modernas, edifícios comerciais e trânsito ferroviário. Centenas de projetos foram operados com sucesso por muitos anos sem nenhum feedback de informações adversas.